Способ разделения заряженных частиц Советский патент 1981 года по МПК B03C1/23 

I

Изобретение относится к разделению материалов, в частности заряженных частиц, при помощи магнитного поля.

Известен способ разделения движущихся частиц под действием магнитного поля 1.

Недостатком этого способа является низкая эффективность процесса разделения.

Известен также способ разделения заряженных частиц, движущихся в одном направлении, заключающийся в воздействии на них перемещающимся магнитным полем 2.

Однако этот способ также характеризуется низкой эффективностью процесса разделения.

Цель изобретения - повыщение эффективности процесса разделения.

Цель достигается за счет того, что магнитное поле перемещают в направлении движения частиц.

При этом скорость перемещения поля выбирают в интервале между скоростями быстро и медленно движущихся частиц.

Разделение заряженных частиц, движу1ЦИХСЯ с разными скоростями, производят

в магнитном поле, силовые лииии которого непараллельны (а, например, перпендикулярны) направлению движения частиц, причем поле передвигают в том же направлении, в котором движутся частицы, так, что скорость движения поля больще скорости медленных частиц, но меньше скорости быстрых. Таким образом, поле обгоняет медленные частицы, но отстает от быстрых.

На фиг. 1 изображена схема движения частиц; на фиг. 2 - устройство для осуществления способа, вид сверху. На фиг. 2 обозначено ш. - быстрая частица; V - ее скорость; медленная частица; ее скорость; У, - скорость движения поля; F - сила Лоренца, действующая на частицу FI-сила, действующая на частицу ш

Обе частицы и магнитное поле движутся в положительном направлении оси X,

НО V.J Y,Vf Р частица mi пересекает силовые линии поля в положительном направлении оси X, а медленная т - в отрицательном, т. е. силовые линии пересекаются с частицами в противоположных направлениях. Это приводит к тому, что

сила Лоренца (Fi) для быстрой частицы направлена по правилу левой руки в отрицательном направлении оси Y, а для медленной тг- положительном (fг)

За счет применения движения магнитнфго поля частицы с различными скоростями «разгоняются в противоположных направлениях. Увеличивая напряженность магнитного поля,- можно увеличить степень разделения.

Аппарат (фиг. 2) представляет собой заполненную водой ванну, в которой расположены растворимый анод 1, изготовленный из сплава металлов, подлежащих разделению, катоды 2, диафрагма 3, разделяющая катодные зоны.

Ванна находится между полюсами электрЪмагнитов (не показаны), создающих магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны плоскости чертежа. Электромагниты могут перемещаться в положительном направлении оси Y с заданной скоростью.

Если в качестве анода использовать сплав свинца и меди, то при разности потенциалов между анодом и катодами 60 В -(Е б В/см) на аноде происходит растворение одновременно свинца и меди. Образующиеся положительные ионы свинца и меди под действием электрического поля направятся к катодам со скоростями VM 0,0058 см/с;. Урв 0,070 см/с. Магнитное поле с напряженностью 10000 Э перемещают в том же направлении (вдоль оси Y) со скоростью Vn 0,04 см/с, за счет чего

ионы свинца и меди постепенно отжимаются к противоположным стенкам ванны и попадают в различные катодные отделения, осаждаясь на различных катодах.

Вследствие применения сильных полей для разделения ионов диаметр окружности, описываемой ионами в приложенном сильном магнитном поле, оказывается меньще щирины ванны и происходит явление вращения ионов и раствора, что нарущает нормальный ход процесса. Для избежания подобного вращения в ванне установлены перегородки (пластинки 4, из оргстекла).

Формула изобретения

1.Способ разделения заряженных частиц, движущихся в одном направлении, заключающийся в воздействии на них перемещающимся магнитным полем, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности процесса разделения, магнитное поле перемещают в направлении движения частиц.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость перемещения поля выбирают

в интервале между, скоростями быстро и медленно движущихся частиц. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Спроул Р. Современная общая физика. М., «Наука, 1974, с. 82.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2725451/03, кл. В 03 С 1/00, 1979.

Фиг.2